一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑、橋梁結構的抗震設計領域，尤其是涉及一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的屈曲約束支撐的芯材截面大多沿著長度方向相同，破壞經常發(fā)生在端部加勁肋的焊縫處或是中間的防滑塊端部，導致支撐的最大變形量較小(平均應變低于3%)，或者是需要價格高昂但延性較好的低屈服點鋼來提高支撐的延性。隨著近年來全球超大地震的頻發(fā)，結構的抗震對支撐最大變形量以及其超低周疲勞性能的要求也越來越高，如何保證支撐能夠經受多次大地震的襲擊后仍能正常工作，以保證其在工作的全壽命期間內無需更換，相關的設計理念也越來越受到重視。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種限制形變量、防止芯材凸起處破壞、質量輕的鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0005]—種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，包括由內向外依次設置的芯材、填充砂漿和外包鋼管，所述的芯材為多段魚骨形，包括屈服段以及設置在屈服段兩端的非屈服段，所述的屈服段上設有一個防滑凸起和至少一個限位凸起，所述的填充砂漿上設有穩(wěn)固卡槽和至少一個限位卡槽，所述的防滑凸起和穩(wěn)固卡槽緊密配合，所述的限位卡槽的長度大于限位凸起的長度。
[0006]所述的限位凸起在壓力方向上到限位卡槽內壁的距離大于在拉力方向上到限位卡槽內壁的距離。
[0007]當限位凸起為一個時，防滑凸起和限位凸起并排設置在屈服段上，并將芯材屈服段分為三個芯材子段。
[0008]防滑凸起和限位凸起之間的芯材子段的截面寬度比相鄰的芯材子段截面小5%。
[0009]當限位凸起為多個時，防滑凸起設置在屈服段的中心處，限位凸起分別對稱設置在防滑凸起的兩邊，所述的芯材屈服段被防滑凸起和多個限位凸起分為多個芯材子段。
[0010]所述的芯材子段的截面寬度從屈服段兩端至中心處依次遞減5%。
[0011]所述的非屈服段上設有芯材端部加勁肋。
[0012]所述的芯材屈服段上貼設有無粘接材料。
[0013]所述的填充砂漿的兩端與非屈服段間設有間隙。
[0014]所述的限位凸起的數量為1-6個。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]—、限制形變量:本發(fā)明采用魚骨形芯材，通過其上設有的多個凸起將芯材分割為多段，并且配合填充砂漿上的凹槽來限制相對剛體運動，被分割的各段芯材在凹槽和凸起的作用下限制了形變量，并且在芯材斷裂的情況下仍然可以承受拉力荷載。
[0017]二、防止芯材凸起處破壞:本發(fā)明對芯材各段中間的截面寬度做了減小，同時中間兩段依次比相鄰段的截面寬度小5%，以使頸縮變形從中間兩段開始，依次擴展至端部。
[0018]三、質量輕:由于本發(fā)明采用中間開孔的板式芯材，比一般的支撐質量大大降低。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的結構剖視圖。
[0020]圖2位本發(fā)明的結構主視圖。
[0021 ]其中，1、芯材，2、無粘接材料，3、填充砂漿，4、外包鋼管，51、防滑凸起，52、限位凸起，61、穩(wěn)固卡槽，62、限位卡槽，7、芯材端部加勁肋。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0023]實施例:
[0024]實施例1:
[0025]如圖1和2所示的5段魚骨形屈曲約束支撐為例進行說明，本例中芯材1被凸起分為對稱的5段，相應的填充砂漿3有2個卡槽，用于限制芯材1各段的極限變形量。為了依次控制各段的變形，以及防止破壞起始于芯材1凸起的截面突變處，將各段中間的截面寬度做了減小，同時中間一段比相鄰段的截面寬度小5%，以使頸縮變形從中間兩段開始，依次擴展至端部。
[0026]實施例2:
[0027]本例中，芯材1的中部設有1個防滑凸起51，在防滑凸起51的兩側對稱設有6個限位凸起52，芯材1被凸起分為8段，相應的填充砂漿3有1個穩(wěn)固卡槽61和6個限位卡槽62，用于限制芯材1各段的極限變形量。為了依次控制各段的變形，以及防止破壞起始于芯材1凸起的截面突變處，將各段中間的截面寬度做了減小，同時中間兩段依次比相鄰段的截面寬度小5 %，以使頸縮變形從中間兩段開始，依次擴展至端部。
[0028]組裝過程如下:先預制帶有卡槽的鋼管填充混凝土，將無粘結材料貼在芯材上，然后組裝芯材和澆筑好混凝土的外包鋼管。
[0029]本發(fā)明的具體技術方案是:組件包括鋼制的芯材1、無粘結材料2、外包鋼管4和填充砂漿3。其中，芯材1為多段魚骨形狀，通過填充砂漿2的卡槽與芯材1的凸起的相互作用來限定芯材各段的變形過程和極限變形量，最終可以在芯材1的多段產生頸縮變形，從而達到提高構件在地震等滯回加載下變形能力的效果。
[0030]此外，由于防滑凸起51和限位凸起52的緊密配合，能夠保持芯材1正常環(huán)境下不與填充砂漿3發(fā)生相對滑動，當發(fā)生地震時，芯材1的各子段在受到壓力或拉力發(fā)生塑性形變時，限位凸起52在限位卡槽62中相對滑動，限位卡槽62的內壁對限位凸起52進行限位，并且壓力形變的限位要大于拉力形變。
[0031]當本屈曲約束支撐芯材1的中間段截面完全斷裂時仍可以承受拉力荷載，從而為防止結構的過大變形和倒塌提供了必要的安全冗余。
【主權項】
1.一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，包括由內向外依次設置的芯材(1)、填充砂漿(3)和外包鋼管(4)，其特征在于，所述的芯材(1)為多段魚骨形，包括屈服段以及設置在屈服段兩端的非屈服段，所述的屈服段上設有一個防滑凸起(51)和至少一個限位凸起(52)，所述的填充砂漿(3)上設有穩(wěn)固卡槽(61)和至少一個限位卡槽(62)，所述的防滑凸起(51)和穩(wěn)固卡槽(61)緊密配合，所述的限位卡槽(62)的長度大于限位凸起(52)的長度。2.根據權利要求1所述的一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的限位凸起(52)在壓力方向上到限位卡槽(62)內壁的距離大于在拉力方向上到限位卡槽(62)內壁的距離。3.根據權利要求1所述的一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，其特征在于，當限位凸起(52)為一個時，防滑凸起(51)和限位凸起(52)并排設置在屈服段上，并將芯材屈服段分為三個芯材子段。4.根據權利要求3所述的一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，其特征在于，防滑凸起(51)和限位凸起(52)之間的芯材子段的截面寬度比相鄰的芯材子段截面小5.根據權利要求1所述的一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，其特征在于，當限位凸起(52)為多個時，防滑凸起(51)設置在屈服段的中心處，限位凸起(52)分別對稱設置在防滑凸起(51)的兩邊，所述的芯材屈服段被防滑凸起(51)和多個限位凸起(52)分為多個芯材子段。6.根據權利要求5所述的一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的芯材子段的截面寬度從屈服段兩端至中心處依次遞減5%。7.根據權利要求1所述的一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的非屈服段上設有芯材端部加勁肋(7)。8.根據權利要求1所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的芯材(1)屈服段上貼設有無粘接材料(2)。9.根據權利要求1所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的填充砂漿(3)的兩端與非屈服段間設有間隙。10.根據權利要求1所述的一種鋼管填充混凝土型開孔平板芯材屈曲約束支撐，其特征在于，所述的限位凸起(52)的數量為1-6個。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋼管填充混凝土型魚骨形芯材屈曲約束支撐，包括由內向外依次設置的芯材、填充砂漿和外包鋼管，所述的芯材為多段魚骨形，包括屈服段以及設置在屈服段兩端的非屈服段，所述的屈服段上設有一個防滑凸起和至少一個限位凸起，所述的填充砂漿上設有穩(wěn)固卡槽和至少一個限位卡槽，所述的防滑凸起和穩(wěn)固卡槽緊密配合，所述的限位卡槽的長度大于限位凸起的長度。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有限制形變量、防止芯材凸起處破壞、質量輕等優(yōu)點。
【IPC分類】E01D19/00, E04B1/98
【公開號】CN105442719
【申請?zhí)枴緾N201510873020
【發(fā)明人】賈良玖, 葛漢彬
【申請人】同濟大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月2日